1、概述
近几十年来，基于提高汽车发动机动力性、经济性和降低排污的要求，许多国家和发动机厂商、科研机构投入了大量的人力、物力进行新技术的研究与开发。目前，这些新技术和新方法，有的已在内燃机上得到应用，有些正处于发展和完善阶段，有可能成为未来内燃机技术的发展方向。
发动机可变气门正时技术(VVT, Variable Valve Timing)是近些年来被逐渐应用于现代轿车上的新技术中的一种，发动机采用可变气门正时技术可以提高进气充量，使充量系数增加，发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。
2、可变气门正时理论
合理选择配气正时，保证最好的充气效率hv，是改善发动机性能极为重要的技术问题。分析内燃机的工作原理，不难得出这样的结论：在进、排气门开闭的四个时期中，进气门迟闭角的改变对充气效率hv影响最大。进气门迟闭角改变对充气效率hv和发动机功率的影响关系可以通过图1进一步给以说明。
图1中每条充气效率hv曲线体现了在一定的配气正时下，充气效率hv随转速变化的关系。如迟闭角为40°时，充气效率hv是在约1800r/min的转速下达到最高值，说明在这个转速下工作能最好地利用气流的惯性充气。当转速高于此转速时，气流惯性增加，就使一部分本来可以利用气流惯性进入汽缸的气体被关在汽缸之外，加之转速上升，流动阻力增加，所以使充气效率hv下降。当转速低于此转速时，气流惯性减小，压缩行程初始时就可能使一部分新鲜气体被推回进气管，充气效率hv也下降。
图中不同充气效率hv曲线之间，体现了在不同的配气正时下，充气效率hv随转速变化的关系。不同的进气迟闭角与充气效率hv曲线最大值相当的转速不同，一般迟闭角增大，与充气效率hv曲线最大值相当的转速也增加。迟闭角为40°与迟闭角为60°的充气效率hv曲线相比，曲线最大值相当的转速分别为1800r/min和2200r/min 。由于转速增加，气流速
度加大，大的迟闭角可充分利用高速的气流惯性来增加充气。
王锦俞邹军新 ～、为什么要用可变气门正时和升程 机构 我们知道，发动机为了改善进 气状况，都采取延长进气的方法， 邸：进气门在上止点前开启，下止点 后关闭；排气门在下止点前开启，上 止点后关闭；如图ｌ所示。这就出现 了一个气门叠开角，即图ｌ中的 ＋８角。由于新鲜气流和废气流存 在流动惯性，在短时间内可能不会 改变流向，因此只要气门叠开角选
下止点 囤１配气相位囤 择合适，就不会有废气流＾进气管 和新鲜气流随同废气排出。一般来 说，在较低转速ｆ３００ｏ转／分）肋发 动机上还是可以令人满意的。 但对于现代高速汽油机（５０Ｏ０ 转／分以上Ｊ，由于高速时耍有较大 的气门叠开角才能满足改善进气的 需要。而在低速时，在上止点处则 不需要气门重叠，否则排出的废气 有可能进人进气管，从而减少进 气。发动机不同运转工配下对气门 叠开｛以下称作“气门正时 ）的要求 ２０ 是不同的，如表ｌ所示。为了尽可能满足 这些要求，现代车用汽油机采用可变气门 袁Ｉ可变气ｌ１正时对发动机性能的影喃 工作 状况 配气正Ｌ时 目 的 作 用 上盘点最大廷避正丑寺 息 较大的进气门 稳定息 速舨◎ 开启延迟有助 速、改善运于减步进气流燃油经济 转 回到进气恻 性
小 ，一 向歪迟捌 减少气门开启 负 排气（；》ｍ 重叠角． 消 稳定发动 除进气箍回到 机运转 荷 进气棚 一 向提前侧 增太气门开启 改善燃油由 ◎敞 重叠角、增强负 竖蔷性、 荷Ｄ。Ｒ． 尾气排放降低进气损失
① 提前进气门关低速至中闭时Ｉ可， 改 速工况时增加输出 善宽气效率 扭矩
向延迟撼 延迟进气门关 增加发动 肌 闭时同，以改 机车自出功 善克气教率 低温时较大的 最大延迟正 进气门延迟开 低 ◎ 启可防止进气稳定息斌流回进气侧． 速、改善温 【１』藏 螺ｌ 燃油经济 耗 甸时撩定息性 速 怠建 的醯动 最大延迟正 进气门延迟开 起 启有助于最大 改善起动 动 ③航 程度地减少， 性能 停流流回到进 机气倒
可变气门正时和升程机构的
结构和检修
一、可变气门正时对发动机性能的影响
对于现代的高速汽油机（５ ０００ ｒ／ｍ ｉ ｎ以上），由于高
速时要有较大的气门叠开角才能满足改善进气的需要，而在
低速时，在上止点处则不需要气门重叠，否则排出的废气
有可能进入进气管，从而减少进气。发动机不同运转工况
下对气门叠开（以下称作“气门正时”）的要求是不同
的，如表１所示。为了尽可能满足这些要求，现代车用汽
油机采用可变气门正时（和升程）机构日益增多。各汽车
公司在１ ９ ９ ８年后生产的排量２ Ｌ以上的新型汽油机 尤其
多。
表１ 可变气门正时对发动机性能的影响 口王锦俞
二、可变气门正时和升程机构的分类
目前国外已大量装车的可变气门正时和升程机构大致分
为三类：
１．一种是将可变机构置于进气凸轮轴和进气门摇臂之
间，其代表性结构是本田ＶＴＥＣ（可变气门正时和升程电子
控制机构）。
２．第二种是将可变机构置于进气凸轮轴从动轮上，其代
表性结构是丰田Ｖ Ｖ Ｔ—ｉ（智能型可变气门正时机构）。
３．第三种是将可变机构同时置于进气凸轮轴和进气门摇 臂之间以及进气凸轮轴从动轮上，它同时能对进气门正时和
升程作无级调整。
工作状况 配气正时 目的 作用 上止点矗大延迟正时 较大的进气门开启延 稳定怠速、改善燃 怠速运转 厂 迟有助于减少进气流 捧气 ， 进气 油经济性 回到进气侧 … 减少气门开启重叠 小负荷 捧气‘ ）进气 角．以消除进气流回 稳定发动机运转 到进气侧 向提前■ 增大气门开启重叠 改善燃油经济性、 中负荷 捧气ｆ 进气 角，增强内部ＥＧＲ，以 尾气排放 降低进气损失 低速至中速、 二 提前进气门关闭时 低速至中速工况时增 间
，以改善充气效率 大负荷工况 加输出扭矩
高速、大负荷 延迟进气门关闭时 增加发动机输出功率 间，以改善充气效率 工况 自跳＿ 低温时较大的进气ｆ Ｊ 最大延迟正时 延迟开官可防止进气 稳定怠速、改善燃油 ／一 流流回进气侧，以减 经济性 低温 少燃油消耗，同时稳 定怠速，减少快怠速 的波动 ，—－ 进气门延迟开启有助 改善起动性能 起动／停机 于最大程度地减少进 气流流回到进气侧
配气机构基本知识点总结
一、配气机构的定义和作用
1. 配气机构指的是将压缩机的排气气体按一定比例、一定时间和一定顺序分配给多个气缸，以保证每个气缸在合适的时间和压力下充满气体，并确保气缸之间的气体压力均衡的设备。
2. 配气机构的作用是确保内燃机气缸的正常工作，使每个气缸在正确的顺序、正确的时间和正确的压力下吸入空气、压缩气氛、排放废气，从而保证发动机的正常运转。
二、 配气机构的组成和工作原理
1. 配气机构主要由凸轮轴、气门、气门弹簧、气门挺杆、气门推杆、气门座垫和气门导管等部件组成。
2. 工作原理：当凸轮轴转动时，凸轮的顶部形状与气门橡胶垫的底部形状相吻合，当凸轮滚子要摇动气门时，气门随之开启或闭合。凹凸轮的横向间距是一定值，所以使气门同步开启、闭合。
三、 配气机构的分类
1. 根据气门运动的方式，配气机构可以分为机械式配气机构和液压式配气机构。其中，机械式配气机构通过凸轮轴来直接驱动气门，而液压式配气机构则是利用液压原理来传动气门。
2. 根据气门控制方式的不同，可以分为正时式配气机构和可变气门正时配气机构。正时式配气机构是气门的开启和关闭时间由固定的凸轮来控制，而可变气门正时配气机构则是通过改变气门开启和关闭时间来实现更高效的气缸充气和排气。
四、 配气机构的主要参数
1. 配气时期：指气门在一次循环中从开启至关闭再到下一次开启的时间。
2. 配气重叠：指气门关闭和下一次气门开启之间的时间重叠。
3. 气门开启时间和气门关闭时间：分别指气门从关闭到开启的时间和从开启到关闭的时间。
4. 气门升程：指气门从关闭到开启的相对位移距离。
五、 配气机构的维护和故障排除
1. 定期更换气门和气门导管，以防止气门渗漏和气门劣化造成的工作异常。
2. 定期检查和调整气门间隙，保证气门的开启和关闭时间符合规定的要求。
3. 定期更换气门弹簧，以防止气门弹簧劣化导致气门失控或气门磨合不良。 4. 对配气机构进行定期检查，检查凸轮轴、气门轴承、气门盖等部件的磨损情况，及时进行维护和更换。
